プリント基板（PCB）の作り方

あなたがエレクトロニクスに興味があるなら、PCBはあなたが見るであろう最も一般的なもののいくつかです。 これらのボードは、それらを接続するワイヤやブレッドボードをすべて排除することによって、私たちの生活を楽にします。 適切に設計されていれば、それはあなたのデバイスのサイズを縮小し、とてもセクシーに見える可能性があります。

回路基板とは何ですか？ プリント回路基板（ＰＣＢ）は、導電性トラック、パッド、および非導電性基板上に積層された銅シートからエッチングされた他の機構を使用して、電子部品を機械的に支持し電気的に接続する。 プリント回路板は、導電シート上に予め設計された銅トラックを有する。 あらかじめ定義されたトラックは配線を減らし、それによって接続のゆるみによって起こる欠陥を減らします。 部品をPCB上に配置してはんだ付けするだけです。

このチュートリアルでは、家で簡単に回路基板を作る方法を紹介します。 そうすることで、ブレッドボード上の接続をデバッグして二重チェックすることから多くの時間を節約できます。 この DIY Arduino チュートリアル を終えてから、あなた自身のArduinoを作ることもできます 。 だから、座ってそれがどのように行われているか見てください！

回路基板を作るためのさまざまな方法は何ですか？

PCBを作成するには、3つの基本的な方法がすべてあります。

光沢紙法の1.Iron。

PCBの手による2.Circuit。

3.レーザー刃先エッチング。

レーザー法はPCBを製造するための工業的方法であるため、最初の2つの方法について詳細に説明します。

PCBデザイン：

PCB設計は通常、PCBレイアウトソフトウェアを使用して回路の回路図をPCBレイアウトに変換することによって行われます。 PCBレイアウトの作成と設計のためのクールなオープンソースソフトウェアパッケージがたくさんあります。

いくつかはあなたに有利なスタートを与えるためにここにリストされています：

1. Cadsoft Eagle

2. PCBWizard

Cadsoft Eagleで回路図を設計する：

Eagleの場合：「ファイル」>「エクスポート」>「Image」より良い品質を得るために、必ずDPIGを1200に設定してください。

回路基板を作るのにどんな材料が必要ですか？

FeCl 3粉末/溶液（エッチング溶液と同じ）、写真/光沢紙、永久黒マーカー、ブレードカッター、サンドペーパー、キッチンペーパー、およびコットンウールも必要です。

このチュートリアルでは、単純なプロジェクト用のPCB（IC555を使用したタッチスイッチ）の作成を検討しましょう。

ステップ1：回路基板レイアウトのプリントアウト

レーザープリンタとA4フォト用紙/光沢紙を使用して、PCBレイアウトから印刷を取ります。 次の点に注意してください。

• あなたは鏡をプリントアウトするべきです。
  

• PCB設計ソフトウェアとプリンタドライバ設定の両方から黒で出力を選択します。
  

• 印刷が用紙の光沢面に行われていることを確認してください。
  

ステップ2：回路基板用の銅板を切断する

弓のこまたはカッターを使用して、レイアウトのサイズに合わせて銅板を切断します。

次に、スチールウールまたは研磨スポンジスクラブを使用してPCBの銅面をこすります。 これにより、フォトレジスト層と同様に銅の上部酸化物層も除去される。 紙やすりで磨かれた表面はまたペーパーからのイメージがよりよく付くようにする。

ステップ3：PCBプリントを銅板に転写する

方法1：光沢紙法によるアイアン（複雑な回路用）

フォト用紙からボードに（レーザープリンタから取得した）印刷画像を転送します。 最上層を水平に反転するようにしてください。 プリントレイアウトにボードの銅面を置きます。 ボードが印刷されたレイアウトの境界に沿って正しく配置されていることを確認し、テープを使用してボードと印刷された紙を正しい位置に固定します。

方法2：PCB上の手による回路（単純で小さな回路の場合）

回路を参考にして、鉛筆で銅板の上に基本的なスケッチを描きます。 あなたのスケッチが良く見えたら、永久的な黒いマーカーでそれをなぞります。

ステップ4：紙からPCBプレートに回路をアイロン掛けする

• 光沢紙に印刷した後、画像面を銅面にアイロンをかけ、次に電気アイロンを最高温度まで加熱します。
  

• フォト用紙の裏側を手前にして、ボードとフォト用紙の配置をきれいな木製のテーブル（テーブルクロスで覆われています）の上に置きます。
  

• ペンチやヘラを使って、片方の端を持ち、しっかりと固定します。 それからもう一方の端に約10秒間ホットアイアンを置きます。 今、約5から15分の間少し圧力をかけながら先端を使用してフォトペーパーをすべての方向にアイロンをかけます。
  

• ボードの端に注意してください - あなたは圧力をかけてゆっくりアイロンをかける必要があります。
  

• 長くハードプレスをすることはアイロンを動かすことよりもうまくいくようです。
  

• アイロンからの熱は、光沢紙に印刷されたインクを銅板に移します。
  

注意 ：銅板には直接触れないでください。非常に高温になります。

アイロンをかけた後、印刷されたプレートをぬるま湯で約10分間置きます。 用紙が溶けたら、ゆっくりと用紙を取り除くことができます。 用紙を低角度からはがして取り除きます。

場合によっては、紙を取り除くときに、いくつかのトラックが気を失います。 下の図では、トラックの色が薄いことがわかります。そのため、黒のマーカーを使用して図のように暗くすることができます。

ステップ5：プレートをエッチングする

この手順を実行するときは、細心の注意を払う必要があります。

まず、ゴム製またはプラスチック製の手袋を着用します。

エッチング液が床を汚さないように、底に新聞を置きます。

プラスチック製の箱を取り、それに水を入れます。

2〜3杯の塩化第二鉄を水に溶かす。

PCBをエッチング液（塩化第二鉄溶液、FeCl 3）に約30分間浸します。

FeCl3はマスクされていない銅と反応し、PCBから不要な銅を除去します。

このプロセスはエッチングと呼ばれます。 ペンチを使用してPCBを取り出し、マスクされていない領域全体がエッチングされているかどうかを確認します。 エッチングされていない場合は、もうしばらく溶液に入れておきます。

ステップ6：回路基板の清掃、廃棄、および最後の仕上げ

エッチング液を捨てるときは注意してください。魚や他の水性有機体には有毒です。 あなたが終わったときにそれを流しに注ぐことさえ考えてはいけません、それは違法であり、あなたのパイプを傷つけるかもしれません（PCBを作る間、あなたが逮捕されることを知っていた人？ 代わりに、エッチング液を希釈して安全な場所に捨ててください。

ピンチのコットンウールの上に数滴のシンナー（ネイルポリッシュリムーバーがうまくいきます）がプレート上のトナー/インクを完全に取り除き、銅の表面を露出させます。 注意深く洗い流し、清潔な布かキッチンペーパーで乾かします。 最終サイズにトリミングし、サンドペーパーで端を滑らかにします。

さて、このPCBボール盤のようなPCBボール盤を使って穴をあけるとボードにあなたのすべてのクールなコンポーネントをはんだ付けします。 あなたがその伝統的な緑色のPCBの外観が欲しいならば、トップPCBラッカーの上にハンダ耐性ペンキを塗ってください。 そして最後に、あなたの超クールな回路基板は準備ができているでしょう！